不同的脫硫工藝,采用的脫硫噴嘴形式也各異。干法脫硫工藝中輸送的物料是脫硫劑粉末,一般采用氣流式噴嘴。半干法脫硫工藝中輸送石灰石漿液,其濃度較高、粘度大,一般也采用氣流式噴嘴。研究表明,氣流質(zhì)量比和濃度是影響平均霧滴粒度的主要參數(shù),氣液質(zhì)量比增大,液滴平均SMD減小;濃度增加,SMD增大。

濕法脫硫工藝中,噴嘴一般用于脫硫洗滌塔煙氣洗滌、除霧器葉片清洗等,工藝要求的噴霧液滴直徑一般在1300～3000μm,再考慮到能耗和噴嘴摩擦等因素,常采用壓力式噴嘴。對于濕法煙氣脫硫工藝中采用的壓力噴嘴,要求其中使液體獲得旋轉(zhuǎn)運動的部件越簡單越好,且因要求的霧化粒徑較大,一般采用旋轉(zhuǎn)型壓力噴嘴。噴嘴進(jìn)口多為1個,與旋轉(zhuǎn)室相切。漿液從切線入口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)室而獲得旋轉(zhuǎn)運動,再根據(jù)旋轉(zhuǎn)動量矩守恒定律,旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)半徑成反比。隨著漿液向噴嘴出口的推移,旋轉(zhuǎn)速度迅速增加,漿液靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?漿液繞空氣心旋轉(zhuǎn)噴出而得到空心錐噴霧。在綜合經(jīng)濟(jì)和特性的基礎(chǔ)上,脫硫工藝中常用的壓力式噴嘴主要有實心錐型噴嘴、空心錐旋流噴嘴、空氣錐螺旋噴嘴及實心錐螺旋噴嘴。其中以空心錐旋流噴嘴的應(yīng)用zui為普遍。

由于噴嘴在濕法脫硫工藝中的地位決定了噴嘴研究的重要性,隨著工藝研究的進(jìn)步,噴嘴的研究也逐漸深入。國內(nèi)學(xué)者姚增權(quán)從理想流體出發(fā),經(jīng)過湍流阻力的修正,推導(dǎo)出簡單旋流噴嘴所遵循的系列關(guān)系式,并給出簡單旋流噴嘴各參數(shù)的計算方法,方法中的粘度修正仍然有待研究。目前以石灰石漿液為介質(zhì)的壓力噴嘴的應(yīng)用研究仍然較少,一般都是以水為介質(zhì)進(jìn)行研究。噴嘴內(nèi)外部流場結(jié)構(gòu)以及噴霧塔內(nèi)部噴嘴布置方式的研究,也很少有人涉及。

總之,就壓力式噴嘴而言,其研究已經(jīng)進(jìn)行了100多年,形成了較為完善的理論體系。但是,結(jié)合脫硫工藝的噴嘴研究相對較少。目前,我國仍然不能自行研制洗滌塔噴嘴,國產(chǎn)化的需求十分迫切,因此,吸取前人經(jīng)驗,對于脫硫工藝中常用噴嘴進(jìn)行系統(tǒng)理論和應(yīng)用研究,模擬內(nèi)外部流場、建立模型,噴嘴設(shè)計研究、霧化直徑預(yù)測等具有重要意義。

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